淺談微型化實(shí)驗(yàn)在化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用

1、    淺談微型化實(shí)驗(yàn)在化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用    王凱【摘要】介紹微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)的概念和現(xiàn)實(shí)意義，通過幾則典型微型化實(shí)驗(yàn)應(yīng)用的例子凸顯了微型化實(shí)驗(yàn)的優(yōu)勢，提出了如何將微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)更好地應(yīng)用于教學(xué)中的建議?！娟P(guān)鍵詞】微型化實(shí)驗(yàn) 化學(xué)實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)改進(jìn)g633.8 a 2095-3089（2018）16-0158-01一、背景分析化學(xué)學(xué)科是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，高中階段化學(xué)科學(xué)習(xí)過程中涉及到大量的化學(xué)實(shí)驗(yàn)，對于幫助學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)知識，培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)素養(yǎng)有著重要的作用。隨著各地經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展和政府教育部門不斷投入，中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的開設(shè)質(zhì)量有了很大進(jìn)步，但仍然存在投入不足，發(fā)

2、展不平衡等問題，在這種現(xiàn)實(shí)情況下，發(fā)展微型化實(shí)驗(yàn)對促進(jìn)中學(xué)化學(xué)教學(xué)有著積極作用。二、微型化實(shí)驗(yàn)概念簡介微型化實(shí)驗(yàn)，在上世紀(jì)80年代初起源于美國，主張實(shí)驗(yàn)使用小型或者微型儀器和少量試劑或藥物。試劑的用量為常規(guī)實(shí)驗(yàn)劑量的1/101/1000，儀器的體積約為常規(guī)儀器體積1/10，成套設(shè)備（藥）組合在體積很小的實(shí)驗(yàn)盒中，學(xué)生可人手一套進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，便于攜帶、使用和管理。它是以“綠色化學(xué)”為核心的化學(xué)實(shí)驗(yàn)的新技術(shù)和新方法。它被稱為化學(xué)教育的創(chuàng)新。三、微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)的意義與常規(guī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)相比，微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)具有以下優(yōu)點(diǎn)。1.節(jié)約了大量空間?；瘜W(xué)試劑用量少，實(shí)驗(yàn)器材也非常小，對實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)臺儲藏室要求要小很多。原來去實(shí)

3、驗(yàn)室才能完成的試驗(yàn)現(xiàn)在在課室也可以完成。2.節(jié)約實(shí)驗(yàn)成本。很多化學(xué)試劑都價格不菲，與傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)相比，微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)大大減少了藥物的使用，有效地節(jié)約了實(shí)驗(yàn)成本，有助于開展更多的學(xué)生實(shí)驗(yàn)。對辦學(xué)條件較差，缺少儀器藥品和實(shí)驗(yàn)設(shè)備的農(nóng)村學(xué)校更有意義。3.減少環(huán)境污染?；瘜W(xué)研究也會對環(huán)境和人類的利益造成危害。大量強(qiáng)酸強(qiáng)堿重金屬有毒氣體會污染環(huán)境，微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)減少了藥物和試劑的使用，減少了污染物的排放。它也更安全，不會產(chǎn)生安全事故。4.有利于開展探究性實(shí)驗(yàn)和定量實(shí)驗(yàn)，有利于家庭小實(shí)驗(yàn)和課外實(shí)驗(yàn)等開展。培養(yǎng)了學(xué)生的化學(xué)素養(yǎng)，為進(jìn)一步學(xué)習(xí)打下了基礎(chǔ)。四、具體案例改進(jìn)分析1.銅與稀硝酸反應(yīng)微型化實(shí)驗(yàn)改進(jìn)常規(guī)反應(yīng)缺陷

4、在于銅和稀硝酸反應(yīng)時，由于試管內(nèi)存在的少量空氣干擾，難于觀察一氧化氮?dú)怏w顏色，難于準(zhǔn)確判斷反應(yīng)產(chǎn)物。且反應(yīng)很緩慢，常量下實(shí)驗(yàn)所耗時間較長，實(shí)驗(yàn)完畢后管內(nèi)有殘留nox氣體，易污染環(huán)境。針對這些問題可以進(jìn)行如下微型化改進(jìn)。（1）把1小片銅片放于10毫升注射器內(nèi)，推動注射器活塞至底部（排凈注射器內(nèi)空氣）。（2）用注射器吸取1ml稀硝酸。（3）快速將注射器針頭插入塑料泡沫并倒置?？梢杂^察到：注射器中的銅溶解了，表面有氣泡，溶液上方的氣體無色，溶液變成藍(lán)色。（4）當(dāng)收集幾毫升氣體時，拔出注射器。（5）向外拉活塞使之吸入少量空氣，觀察到注射器中有紅棕色氣體的形成。（6）向前推動注射器的活塞將反應(yīng)生成的廢液

5、排入盛有naoh溶液的燒杯中，充分振蕩燒杯，使尾氣吸收。實(shí)驗(yàn)完成。2.制備so2并驗(yàn)證其性質(zhì)實(shí)驗(yàn)傳統(tǒng)試驗(yàn)做法是通過分液漏斗向盛有na2so3固體的支管燒瓶中注入濃h2so4制備出so2，然后依次通過盛有石蕊品紅，h2s，kmno4溶液的洗氣瓶反應(yīng)并觀察溶液變色情況，最后用盛有堿液水槽吸收尾氣。裝置比較繁瑣，又用到了強(qiáng)酸強(qiáng)堿強(qiáng)氧化劑和有毒的h2s，很難開展學(xué)生實(shí)驗(yàn)。步驟：（1）把20.0克na2so3固體放入一個小燒杯里（100ml），把該小燒杯立在裝有少量naoh溶液的水槽中。（2）另取一個250ml的干燥大燒杯，在其底部分別粘上一條濕潤藍(lán)色石蕊試紙，一條濕潤的品紅溶液的濾紙，一條浸過高錳酸鉀

6、溶液的濾紙，一條浸有硫化氫溶液的濾紙條（共4條濾紙條，平行粘在燒杯底部）。（3）向小燒杯中加入濃硫酸使之與na2so3反應(yīng)，迅速用250ml大燒杯扣住小燒杯（大燒杯下口應(yīng)沒入naoh溶液中以便過量的二氧化硫被水槽中的naoh溶液吸收。（4）觀察大燒杯底部濾紙條的變色情況：石蕊試紙變紅，品紅褪色，高錳酸鉀紫色消失，h2s試紙上有淡黃色固體。實(shí)驗(yàn)完成。3.fe（oh）3膠體電泳實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)電泳實(shí)驗(yàn)是高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)中必不可缺的組成部分，目的在于讓學(xué)生認(rèn)識到電泳現(xiàn)象的本質(zhì)，在實(shí)驗(yàn)中同學(xué)說可以看到膠體粒子對于自己吸附的電性離子具有選擇性，帶電的離子可以在電場的作用下發(fā)生移動，但是結(jié)果不明顯，對實(shí)驗(yàn)需要進(jìn)行改

7、進(jìn)：例如，改變原來的實(shí)驗(yàn)儀器與試劑的使用量，2b鉛筆芯作為實(shí)驗(yàn)的電極，在實(shí)驗(yàn)的過程中用v型玻璃管代替u型管等等改進(jìn)，這些改進(jìn)的作用在于使用較少的化學(xué)用品，把實(shí)驗(yàn)的裝置更加簡單化；變實(shí)驗(yàn)操作較以往更加的簡單方便，也讓實(shí)驗(yàn)效果更加明顯，讓學(xué)生更加理解實(shí)驗(yàn)；使實(shí)驗(yàn)更加符含教學(xué)性。五、微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)需要完善的地方與傳統(tǒng)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)相比，微型化實(shí)驗(yàn)藥物用量少，儀器體積小，對實(shí)驗(yàn)人員的操作精確度和熟練程度要求較高。初學(xué)者往往不容易掌握，因此需要教師對實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行不斷優(yōu)化和簡化，使之適于操作。另外微型化實(shí)驗(yàn)適合反應(yīng)快現(xiàn)象明顯的實(shí)驗(yàn)，對于過程復(fù)雜現(xiàn)象緩慢的實(shí)驗(yàn)還是用常規(guī)試驗(yàn)更合適，只有在教學(xué)中將兩者結(jié)合起來，才能達(dá)到最好效果。參考文獻(xiàn)：1劉貴銀.化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中創(chuàng)造能力的培養(yǎng)，化學(xué)教學(xué)，2003，8：8-10.2吳俊明.芻議當(dāng)前實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革和創(chuàng)新j.化學(xué)教學(xué)，2004，（4）：1-4.3趙衛(wèi)華.微型化實(shí)驗(yàn)的功能和微型化實(shí)驗(yàn)設(shè)計的研究.文